“探索淀粉酶對淀粉和蔗糖的作用”

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1、通過“探索淀粉酶對淀粉和蔗糖的作用”指導學生如何設計實驗呂游生物學是一門以實驗為基礎的科學。近幾年高考對實驗的考查力度明顯加大。所以教師必須重視和加強實驗教學，充分挖掘教材中的實驗素材，精心組織并引導學生合作完成一些科學探究活動，理解并掌握實驗設計的基本原則和解題步驟，使學生的實驗設計能力逐漸提高，并在高考中脫穎而出。下面我以高中課本上出現(xiàn)的第一個探究性實驗“探索淀粉酶對淀粉和蔗糖的作用”為例，談談實驗設計題的解題思路：一、根據(jù)實驗題目，確定實驗類型把握生物設計實驗的切入點是解決問題的關鍵，需要培養(yǎng)學生認真分析題目所給的各種條件和情景因素，做好設計實驗的歸類，

2、只有這樣才有利于學生找到設計實驗的切入點。就目前設計實驗來看，可以將其分為兩大類：（1）驗證性實驗：實驗結(jié)果是已知的，結(jié)論也是唯一肯定的，即實驗的。如“生物組織中還原糖、脂肪、蛋白質(zhì)的鑒定”，在組織樣液中加入鑒定試劑后肯定會出現(xiàn)各自的顏色反應，磚紅色、橘黃色、紫色，結(jié)論就是：所選取的實驗材料中含有還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)。（2）探究性實驗：結(jié)果是未知的，結(jié)論可能有多種情況，一種結(jié)果對應一種結(jié)論，具體問題需具體分析。如“探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的作用”，沒做實驗前，不知道淀粉酶是否能夠催化二者水解，但是我們可以提出假設，并預期結(jié)果，然后通過實驗驗證之。二、根據(jù)實驗原理

3、，提出假設并預期結(jié)果本實驗的原理是：淀粉和蔗糖都是非還原糖，在酶的催化下都能水解成還原糖，還原糖與斐林試劑反應產(chǎn)生磚紅色Cu23O沉淀。用淀粉酶分別催化淀粉溶液和蔗糖溶液，再用斐林試劑鑒定溶液中有無還原糖，即看是否有磚紅色沉淀產(chǎn)生，就可以看出淀粉酶是否能催化這兩種化學反應了。依據(jù)此原理，引導學生作出其中的一種假設：淀粉酶催化淀粉水解，而不能催化蔗糖水解，說明酶的催化作用具有專一性。預期結(jié)果：淀粉酶能催化淀粉水解成還原糖，并與斐林試劑發(fā)生反應生成磚紅色的Cu2O沉淀，而蔗糖不發(fā)生相關顏色反應。三、分析實驗題目和實驗材料確定實驗思路1.首先依據(jù)實驗題目確定實驗變量

4、，反應變量和無關變量實驗變量：又叫自變量，實驗中由實驗者操縱的因素或條件。如本實驗中底物種類，是實驗變量。反應變量：又叫因變量，實驗中由實驗變量引起的變化和結(jié)果。如本實驗中淀粉、蔗糖水解的產(chǎn)物，水解的速率等為變化的結(jié)果即為反應變量。無關變量：又叫控制變量，實驗中可能影響實驗結(jié)果卻又不是本實驗要研究的其他因素或條件。如本實驗中，淀粉、蔗糖的濃度、用量，水解過程中的溫度、酸堿度，時間等為無關變量，需遵循等量性原則。實驗設計過程中，要嚴格操縱實驗變量，控制好其他無關變量，保證反應變量的變化確實由于實驗變量變化所引起的，就必須通過設置對照實驗來增強實驗的說服力。本實驗

5、中底物為蔗糖的一組為實驗組，底物為淀粉的一組為對照組。實驗變量、無關變量、反應變量的處理可圖示如下：操縱控制檢測實驗變量無關變量反應變量(改變底物)（溫度時間等都相同）（顏色變白）2.充分利用實驗材料確定實驗思路即尋找完成實驗的必備條件，如儀器、材料、試劑等。要注意：一是題中給出的試劑和材料一般應充分利用；二是除非題目條件允許，否則不能隨意增添試劑和材料。本實驗中提供了淀粉酶、淀粉和蔗糖，很明顯實驗要分兩組進行；提供酒精燈、石棉網(wǎng)說明需加熱；提供溫度計，說明要控制溫度；提供斐林試劑，說明最后的觀察指標就是顏色反應。四、書寫實驗步驟3實驗步驟的書寫有兩種方法，一

6、是文字表達，二是表格表達。對于本實驗，教材中綜合運用了兩種表達方法(具體步驟略.參見人教版第一冊生物47頁)。我是這樣引導學生分析實驗步驟書寫規(guī)律的：第一步：取材，分組，編號。即將相關的實驗材料、用具均為1、2……組。第二步：對分好的組進行相同處理和不同處理。即對實驗組施加實驗變量，對照組不施加實驗變量(自然條件或摸擬自然條件)，其他無關變量如溫度，時間，培養(yǎng)條件等都遵循相同、等量原則?？傊荒鼙３謫我蛔兞浚员ＷC實驗結(jié)果的不同是由于單一變量引起的。第三步：根據(jù)反應變量，反應或培養(yǎng)一段相同時間后，尋找具有可操作性的觀察指標(特異顏色反應、沉淀反應、形態(tài)結(jié)構(gòu)、生

7、理特征變化等)，或測定指標(生長發(fā)育速度、生化反應速度等)，記錄數(shù)據(jù)。五、實驗結(jié)果及結(jié)論若本實驗是驗證淀粉酶的專一性，那么結(jié)果只有1個：對照組出現(xiàn)磚紅色，實驗組不出現(xiàn)磚紅色。結(jié)論：淀粉酶能把淀粉水解成還原糖，不能把蔗糖水解成還原糖，說明淀粉酶具有專一性。現(xiàn)在本實驗是探究性實驗，實驗前提出了假設和預期，通過實驗結(jié)果可以驗證假設的正確性，則假設成立，若沒有出現(xiàn)預期結(jié)果，則假設不成立。但是在考試時，通常是“紙上談兵”沒有實際操作實驗過程，所以常常讓你去預測可能出現(xiàn)的結(jié)果和結(jié)論。對于本實驗將有4種可能性：①若實驗組和對照組都出現(xiàn)磚紅色沉淀，則說明淀粉酶既能催化淀粉水解

8、，又能催化蔗糖水解。②若實驗組和對照組